LNG储罐低温氮气预冷数值模拟

1、LNG 储罐低温氮气预冷数值模拟朱建华LNGLNG Fluentk-5 m3 储罐中的预冷情况,关于不同进口流速下的温度场进行了计算与分析,进而得到低温氮气预冷完成所需的最佳流速及预冷时间.结果表明,为保证规矩设计要求,低温氮气储5 K/h165 Kpre- cooling situation of cryo-genic nitrogen insie the 5 m3 storage tank, to calculate an analyze temperature fiel uner conition of ifferent inlet flow velocity,an then the o

2、ptimum flow velocity an pre-cooling time for complet-ing pre-cooling can be obtaine.The result inicates that flui temperature rop rate shall not be more than 5K/h uring the process of cryogenic nitrogen pre-cooling of storage tanks in orer to meet re- quirements of stanar an esign, inlet flow veloci

3、ty shall be appropriately increase, an inlet flow velocity is about 25m/s when pre- cooling temperature reaches 165K.【期刊名称】油气田地面工程【年(卷),期】2017(036)006【总页数】4 页(P43-46)【关键词】LNG 储罐;低温氮气;数值模拟【作 者】朱建华【作者单位】上海中油白鹤石油燃气有限公司【正文语种】中 文LNGLNGLNG2-3Fluentk-5 m3LNGLNG物理模型LNG62 m3 m， 内、外罐壁中间采用聚氨酯泡沫填充，内、外罐底采用高密度聚氨酯

4、泡沫填充。外 罐顶部设置进液管、泄压管、排泄管，管道采用聚氨酯泡沫管壳保温。储罐截面及 10Cr18Ni9Q23560 mm4 mmQ235500 mm；罐壁保冷层采用聚酯脂泡沫，厚度为1 000 mm；内罐顶保冷层采用聚酯脂泡沫，厚度为 300 mm。进液管、排液管、泄压管保冷采用 100 mm 厚聚氨酯泡沫管壳。储罐参数如表 1 所示。控制方程将储罐通入氮气，经过与储罐壁面换热，使氮气温度升高，进而实现关于储罐的预冷，储罐内壁预冷到达一定程度时将冷量传递给内保温层，此后，经过内、外保温层之间的导热，以及外保温层与大气环境的关于流换热，使得储罐外保温层的温度逐渐降低。由于低温储罐的实际预冷进

5、程较复杂，因而为方便研究，首先需要关于模型进行简化：忽略罐壁轴向导热，仅考虑罐壁径向导热；不考虑储罐外壁与保冷层之间的接触热阻；罐壁和保冷材料的热容、热导率等物性不随温度变化。在以上简化假设的基础上，该模型满足连续性方程、动量方程和能量方程，它们为边界条件设置如下：303K0。2m/s111K。outflow25W/(m2K)，303K。其他的壁面都设置为绝热。25h0.5hPISO5 K/ h，鉴于此要求，将管道初始流2 m/s随着罐内温差逐渐减少，温降速率逐渐减少，此时需要适当增加流速，按此规律计 1.5、5.5、12、1618.520、22、25h得到不同预冷时间小罐温度分布云图（图 2

6、a图 2h）。经过模拟计算得到以上不同预冷时间的流体出口温度，见表 2。根据表 2 中参数绘制出流体出口温度在不同流速下随预冷时间的变化曲线（图 3）。根据预冷时间和流速指导储罐预冷。由图 3 可知，流体温降速率在 025 h 范围内都能保持在 5 K/h，而实际上，随着罐壁温度的不断降低，内外罐温差逐渐减少，预冷温度的降低速率应逐渐降低，因而为了保证施工的合理性，在相应的预冷时间上（表 2），适当地增加进口速率， 其温降曲线见图 3。FluentLNG5m325h差逐渐减少，因而为了保证预冷规矩要求，需适当增加进口流速，当预冷达到 165K25m/sLNG【相关文献】袁中立，闫沦江LNGJ石油工程建设，2007，33（5）：19- 22LNGJ天然气工业，2012，32（3）： 94-97LNGJ特种结构，2013，30（1）：44- 47LNGJ油气储运，2016，35（4）：369- 375LNG